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1、一 表 面 技 术 一 年 第 卷 第 期漆 前 磷 化 的 故 障 处 理龙 马 农 用 车 制 造 有 限 公 司 福 建 龙 岩 市 曾 伟 珍 摘 要 以 锌 系 磷 化 为 例 , 总 结 了 二 条 漆 前 处 理 线 的 实 践 经 验 , 分 析 阐 述 了 磷化 挂 灰 、 返 锈 的 成 因 , 并 提 出 了 解 决 方 案 。关 键 词 碑 化 挂 灰 返 锈 成 因 解 决 方 案磷 化 是 涂 装 的 基 础 工 作 , 磷 化 质 量 对 整 个 涂 层 的涂 装 质 量 有 重 要 的 影 响 。 磷 化 的 主 要 质 量 间 题 是 挂 灰 、返 锈 及 膜
2、 、 挂 条 纹 等 。 其 原 因 主 要 是 工 件 表 面 不 洁 净 和磷 化 后 工 件 受 到 酸 的 二 次 污 染 , 包 括 漆 前 处 理 线 设 计和 工 艺 控 制 方 面 的 原 因 。进 水水 洗 质 对 工 件 的 影 响出 水水 洗 质 量 达 不 到 要 求 导 致 工 件 局 部 无 膜 、 挂 条 纹 。龙 马 农 用 车 制 造 有 限 公 司 漆 前 处 理 线 的 工 艺 路 线 为 预脱 脂 脱 脂 脱 脂 水 洗 酸 洗 一 水 洗中 和 水 洗 一 表 调 磷 化 水 洗 热 水 洗下 线 烘 干 后 继 工 序 。 其 中 水 洗 池 的 设
3、 计 如 图所 示 。 这 种 设 计 不 利 于 水 洗 的 油 污 流 出 池 外 且 使 水洗 产 生 大 量 的 表 面 活 性 剂 泡 沫 。 当 水 洗 的 油 污较 多 地 重 新 吸 附 在 工 件 上 , 或 水 洗 的 泡 沫 大 量 吸 附在 工 件 上 而 后 继 工 序 又 没 将 其 洗 干 净 时 , 工 件 有 油 污的 地 方 磷 化 膜 脱 落 或 无 膜 , 泡 沫 流 过 的 地 方 将 挂 彩 色条 纹 。 这 是 因 为 磷 化 成 膜 过 程 是 在 金 属 零 件 与 磷 化 液接 触 的 界 面 上 发 生 的 , 只 有 二 者 良 好 接
4、触 时 , 成 膜 反 应才 能 顺 利 进 行 。 工 件 表 面 有 油 污 和 残 留 表 面 活 性 剂 泡沫 的 地 方 , 无 法 与 磷 化 液 发 生 良 好 的 接 触 , 阻 碍 了 成 膜反 应 的 正 常 进 行 。图 水 洗 池 结 构 设 计表 面 调 整 使 钦 盐 吸 附 在 金 属 表 面 , 使 磷 化 结 晶 朝 有 利的 方 向 进 行 , 促 使 形 成 晶 粒 细 致 密 实 的 磷 化 膜 。 析 出 的表 面 活 性 剂 附 在 工 件 表 面 不 仅 破 坏 了 原 有 的 活 性 中心 , 使 新 的 活 性 中 心 无 法 形 成 , 而
5、且 磷 化 液 与 工 件 表 面的 接 触 极 差 , 成 膜 反 应 难 以 顺 利 进 行 , 形 成 的 膜 晶 粒 疏松 粗 大 , 几 乎 是 一 层 白 灰 似 的 附 在 工 件 表 面 。中 和 碱 度 过 高 对 工 件 的 影 响析 出 的 表 面 活 性 剂 对 工 件 的 影 响析 出 的 表 面 活 性 剂 粘 附 在 工 件 上 导 致 磷 化 严 重 挂灰 。 当 脱 脂 、 酸 洗 的 温 度 超 过 所 用 表 面 活 性 剂 的 浊 点时 , 表 面 活 性 剂 会 析 出 。 析 出 的 表 面 活 性 剂 又 粘 又 稠 ,易 吸 附 在 整 个 工
6、件 表 面 , 但 不 易 水 洗 , 使 表 调 失 效 , 几乎 形 不 成 活 性 中 心 。 “ 活 性 中 心 ” 理 论 认 为 , 基 体 金 属 表面 凸 出 的 部 分 具 有 较 大 的 化 学 活 性 , 磷 化 时 晶 粒 就 在这 些 点 优 先 形 成 。 工 件 经 脱 脂 , 特 别 是 强 碱 性 脱 脂 、 酸洗 后 , 原 有 的 表 面 活 性 中 心 部 分 遭 到 破 坏 , 但 胶 体 钦 盐中 和 碱 度 过 高 导 致 磷 化 膜 严 重 挂 灰 。 为 了 中 和 工件 夹 缝 中 的 残 酸 , 中 和 液 碳 酸 钠 的 用 量 曾 达
7、到 。 其结 果 是 经 水 洗 后 , 工 件 夹 缝 处 有 的 地 方 为 酸 性 , 有的 地 方 为 碱 性 , 表 面 为 碱 性 且 , 工 件 表 面 值过 高 , 除 了 减 弱 表 调 效 果 不 利 形 成 众 多 的 表 面 活 性 中心 外 , 还 干 扰 了 磷 化 反 应 的 有 序 进 行 。 工 件 进 入 磷 化 液后 , 由 于 其 表 面 值 高 , 工 件 溶 液 界 面 发 生 酸 碱 中 和反 应 十 一 刃 , 工 件 溶 液 界 面 的 值 升 高一 方 面 阻 碍 甚 至 停 止 磷 化 初 始 反 应 十 十 一个 当 一时 , 根 据 能
8、 斯 特 公 式 一 尸,万 万 川, 可 推 得 当 时 , 磷 化 反 应 不 可,白几曾 伟 珍 漆 前 磷 化 的 故 障 处 理能 进 行 , 磷 化 初 始 反 应 不 易 或 不 能 进 行 , 也 就 不 易 或不 能 形 成 磷 化 膜 另 一 方 面 由 于 金 属 表 面 的 十 的 消耗 , 导 致 磷 酸 根 各 级 离 解 平 衡 一 十 十又 一 己 以 一 一 受 一 十 十 迅 速 向 左 移 动 , 磷 酸盐 沉 淀 的 过 饱 和 度 太 大 , 不 利 于 磷 酸 盐 沉 淀 、 、 、 与 水分 子 一 起 成 磷 化 晶 核 , 两 方 面 综 合
9、作 用 的 结 果 , 磷 化 晶粒 少 而 粗 大 , 疏 松 无 结 合 力 。空 气一一 顺 拉 间 有 空 气 的 二 ,毛毛 孔 中 有 汁 溶 液 的 。图 电 化 学 结 构 示 意磷 化 沉 渣 的 影 响解 决 磷 化 挂 灰 及 返 锈 的 办 法磷 化 沉 渣 导 致 磷 化 挂 灰 。 当 未 成 膜 的 磷 酸 盐 沉 淀以 粒 子 状 态 悬 浮 于 磷 化 液 中 时 , 它 们 会 吸 附 在 工 件 表面 , 妨 碍 工 件 与 磷 化 液 的 良 好 接 触 , 当 数 量 多 时 会 使 磷化 严 重 挂 灰 , 磷 化 膜 的 防 腐 蚀 能 力 也 迅
10、 速 下 降 解 决 办法 是 清 理 沉 淀 、 补 充 新 的 浓 缩 液 和 选 用 沉 渣 不 易 吸 附且 生 成 量 少 的 磷 化 液 。根 据 磷 化 挂 灰 , 返 锈 原 因 分 析 , 生 产 上 采 取 了 如 下行 之 有 效 的 解 决 办 法 。改 进 车 间 设 计 按 图 对 水 洗 池 进 行 改 造 , 保证 水 面 油 污 和 泡 沫 畅 通 无 阻 的 排 出 池 外 将 喷 漆 车 间和 漆 前 处 理 线 完 全 隔 离 漆 前 处 理 车 间 增 开 个 大 天 窗和 安 装 槽 边 抽 风 设 备 。返 锈 的 原 因进 水滋 流 口工 件 磷
11、 化 水 洗 烘 干 前 后 受 到 酸 的 污 染 时 易 返 锈 。酸 的 来 源 有 挂 具 空 腔 内 和 微 孔 处 藏 酸 , 操 纵 不 当 使 循吊 缆 线 带 酸 , 车 间 通 风 不 良 阴 雨 天 酸 雾 弥 漫 在 车 间 里面 , 酸 洗 池 与 热 水 洗 采 用 并 行 直 通 式 加 热 导 致 酸 以蒸 汽 形 式 通 过 共 用 的 管 道 进 入 水 行 。 极 少 量 的 酸 的污 染 就 会 使 工 件 大 面 积 返 锈 。 这 是 因 为 酸 的 再 生 循 环作 用 和 电 化 学 循 环 过 程 加 速 工 件 的 腐 蚀 速 度 。 形 成
12、 疏松 保 护 性 差 和 易 脱 落 的 浮 锈 。 其 中 酸 的 再 生 循 环 反 应为二 之亡一 旦 有 锈 和 亚 铁 盐 生 成 , “ 电 化 学 循 环 过 程 ” 就 开始 起 主 导 作 用 , 图 是 其 电 化 学 结 构 的 示 意 图 , 渗 透 在刃 中 的 亚 铁 盐 溶 液 提 供 的 电 解 质 部 分 的 电 路 实 现离 子 导 电 , 电 子 导 体 本 身 提 供 电 子 部 分 的 电 路完 成 电 化 学 反 应 中 的 电 子 导 电 , 电 化 学 循 环 反 应 如 下一 , 面 , 阳 极 反 应一 , 面 , 阴极 反 应 一 , 面 , 化 学 氧化排 水图 改 造 后 水 池 结 构选 用 浊 点 高 低 泡 的 表 面 活 性 剂 , 严 控 酸 洗 ,脱 脂 的 温 度 , 最 高 不 超 过 所 用 和 表 面 活 性 粘 剂 的 最 低浊 点 。中 和 液 碳 酸 钠 的 使 用 浓 度 不 超 过 。值 为 。将 水 洗 的 加 热 方 式 改 为 蒸 汽 蛇 形 管 加热 。加 强 工 人 培 训 , 严 格 工 艺 制 度 , 注 重 现 场 管理 , 杜 绝 各 种 形 式 的 二 次 污 染 , 保 持 工 件 磷 化 后 的 清洁 。收 稿 日 期 一 一
